第五节 工序尺寸及其公差的确定

第五节 工序尺寸及其公差的确定

工序尺寸是加工过程中各个工序应保证的加工尺寸，其公差即工序尺寸公差。正确地确定工序尺寸及其公差，是制订工艺规程的重要工作之一。

零件的加工过程，是毛坯通过切削加工逐步向成品过渡的过程。在这个过程中，各工序的工序尺寸及工序余量在不断地变化，其中一些工序尺寸在零件图纸上往往不标出或不存在，需要在制定工艺过程时予以确定。而这些不断变化的工序尺寸之间又存在着一定的联系，需要用工艺尺寸链原理去分析它们的内在联系，掌握它们的变化规律。运用尺寸链理论去揭示这些尺寸之间的联系，是合理确定工序尺寸及其公差的基础。

一、工艺尺寸链的基本概念

（一）尺寸链的定义

下面先就图5—17所示零件在加工和测量中有关尺寸的关系，来建立工艺尺寸链的定义。

图 图 图5—17 a ）所示为一定位套，0A 与1A 为图样已标注的尺寸。当按零件图进行加工时，尺寸0A 不便直接测量。如欲通过易于测量的尺寸2A 进行加工，以间接保证尺寸0A 的要求，则首先需要分析尺寸1A 、2A 和0A 之间的内在关系，然后据此计算出尺寸2A 的数值。又如图5—18 a ）所示零件，当加工表面C 时，为使夹具结构简单和工件定位稳定可靠，若选择表面A 为定位基准，并按调整法根据对刀尺寸2A 加工表面C ，以间接保证尺寸0A 的精度要求，则同样需要首先分析尺寸1A 、2A 和0A 之间的内在关系，然后据此计算出对刀尺寸2A 的数值。

我们将互相关联的尺寸（1A 、2A 和0A ）以一定顺序首尾相接排列成一封闭的尺寸组，称为零件的工艺尺寸链。图5—17 b ）和图5-18 b ）所示，即为反映尺寸1A 、2A 、0A 三者关系的工艺尺寸链简图。由上述两例可以看出，在零件的加工过程中，为了加工和测量的方便，有时需要进行一些工艺尺寸的计算。利用工艺尺寸链就可以方便地对工艺尺寸进行分析计算。

（二）尺寸链的组成

1． 环

是指列入尺寸链中的每一个尺寸。例如，图5-17（b ）中的1A 、2A 和0A 都称为尺寸链

的环，尺寸链至少由三个环构成。

2． 封闭环

尺寸链中，属于加工过程中被间接保证的一个环，如图5-17和图5-18中的尺寸0A 。

3． 组成环

除了封闭环以外，其余的都是组成环。组成环中的任一个环变动，必定会引起封闭环变动。组成环又分为增环和减环两种。

(1)增环：该环变动引起封闭环同向变动，即该环增加，也会使封闭环增加，该环减小时封闭环也减小的组成环，称为增环，以符号i A 表示。

(2)减环：该环变动引起封闭环反向变动，即该环增加，会使封闭环减小，该环减小时

封闭环则增加的组成环，称为减环，以符号i A 表示。 为了迅速准确地确定尺寸链的组成环中哪些是增环，哪些是减环，可采用下述方法：在尺寸链简图上，先给封闭环任定一个方向，并画出箭头，然后沿此方向环绕尺寸链回路，依次给每一组成环画箭头，凡箭头方向和封闭环相反的为增环，相同的则为减环，如图5—17（b ）所示，1A 为增环，2A 为减环；图5-18（b ）中1A 为增环，2A 为减环。

（三）尺寸链的特征

从工艺尺寸链简图我们可以看出尺寸链有以下两个主要特征：

1.封闭性 封闭性是尺寸链的很重要的特征，即由一个封闭环和若干个组成环构成的工艺尺寸链中各环的排列呈封闭形式。不封闭就不成为尺寸链。

2.关联性 是指尺寸链的各环之间是相互关联的，即封闭环受各组成环的变动影响。

二、工艺尺寸链的建立

工艺尺寸链的计算并不复杂，但在工艺尺寸链的建立中，封闭环的确定和组成环的查找，对初学者来说常常感到比较困难，甚至还会弄错，下面分别予以讨论。

1.封闭环的确定

在建立工艺尺寸链时，首先要正确地确定封闭环，如果封闭环确定错了，整个尺寸链的解也将是错误的。封闭环的基本属性是“派生”，它是随着别的组成环的变化而变化的。封闭环的这一属性，在工艺尺寸链中表现为尺寸的间接获得，即封闭环的尺寸是由其它环的尺寸确立后间接形成（或保证）的。在多数情况下，封闭环可能是零件设计尺寸中的一个尺寸，或者是加工余量。

2.组成环的查找

在封闭环确定之后，从封闭环两端面起，分别循着邻近加工尺寸查找出该尺寸的另一端面，再顺着找别的端面，查找它邻近加工尺寸的另一端面，直至两边会合为止。此时，形成的全封闭的图形即是所建的尺寸链。注意形成这一尺寸链要使组成环环数达到最少，且一个尺寸链只能含有一个封闭环。

三.工艺尺寸链计算的基本公式

表4-6为尺寸链计算所用的符号表。

表4-6 尺寸链计算所用符号表

1. 封闭环基本尺寸：等于各增环基本尺寸之和减去各减环基本尺寸之和。

?A =∑=m

i i A 1 -∑-+=1

1n m i i A （4—5） 式中：n ——包括封闭环在内的尺寸链总环数；

m ——增环的数目；

n -1——组成环（包括增环与减环）的数目。

2.封闭环上偏差：等于各增环上偏差之和减去各减环下偏差之和。

?A B s =∑=m

i i s A B 1 -∑-+=1

1n m i i x A B （4—6） 3.封闭环下偏差：等于各增环下偏差之和减去各减环上偏差之和。

?A B x =∑=m

i i x A B 1 -i

n m i s A B ∑-+=11 （4—7） 4.封闭环的公差：等于各组成环公差之和。

?T =∑-=11n i i T

（4—8）

5.封闭环的极限尺寸：封闭环最大极限尺寸等于各增环最大极限尺寸之和减去各减环最小极限尺寸之和；封闭环最小极限尺寸等于各增环最小极限尺寸之和减去各减环最大极限尺寸之和。

max ?A =∑=m

i i A 1max -∑-+=1

1min n m i i A （4—9）

min ?A =∑=m

i i A 1min -∑-+=1

1max n m i i A （4—10） 6.封闭环平均尺寸：等于各增环平均尺寸之和减去各减环平均尺寸之和。

M A ?=∑=m

i iM A 1 -∑-+=1

1n m i iM A （4—11） 式中组成环的平均尺寸：

iM A = 2

min max i i A A + 7.封闭环平均偏差：等于各增环平均偏差之和减去各减环平均偏差之和。

?A B M =∑=m

i i M A B 1 -∑-+=1

1n m i i M A B （4—12） 式中各组成环的平均偏差按下式计算：

i M A B =iM A -i A =

2min max i i A A +-i A =2

i x i s A B A B + 四.工序尺寸及其公差的确定 工序尺寸及其公差的确定，与工序加工余量的大小、工序尺寸的标注、以及定位基准的选择和变换有着密切的联系。

（一）工序基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差的确定

加工精度和表面粗糙度要求较高的表面，往往都要经过多次加工才能达到设计要求。这时各工序的工序尺寸及其公差的计算步骤为：先确定各工序的基本余量，再由最后一道工序开始逐一向前推算工序基本尺寸，直到毛坯基本尺寸。各工序公差则按各工序的加工经济精度确定，并按“入体原则”确定上、下偏差。

例1：某法兰盘零件上有一个孔，孔径φ035.00100+mm ，表面粗糙度Ra 值为0.8μm 。工

艺上考虑需经过粗镗、精镗和细镗加工。试计算各工序的工序尺寸及其公差。

图5-19 工序尺寸及公差

解：从《机械加工工艺人员手册》中查出各工序的基本加工余量如下：

细镗余量：0.8 mm ；

精镗余量：2.2 mm ；

粗镗余量：5 mm 。

各工序的工序尺寸计算如下：

细镗后孔径应达到图纸规定尺寸，故细镗工序尺寸即图纸上的尺寸。即

D =φ035.00100+ mm

精镗后的孔径基本尺寸为：

1D = 100－0.8 = 99.2 mm

粗镗后的孔径基本尺寸为：

2D =99.2－2.2 = 97 mm

毛坯孔径基本尺寸为：

3D = 97－5 = 92 mm

根据手册中各种加工方法能达到的经济精度给各工序尺寸确定公差如下：

细镗前精镗取IT9级公差，查表得T 1 = 0.087 mm

粗镗孔取IT12公差，查表得T 2 = 0.35 mm

毛坯公差T 3 = ±1.2 mm

毛坯的总余量 Z 0= 5 + 2.2 + 0.8 = 8 mm

按规定各工序尺寸的公差应取“入体”方向，则各工序尺寸及其公差如图5-19所示。

（二）基准不重合时的工序尺寸计算

1.定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算

当采用调整法加工一批零件，若所选的定位基准与设计基准不重合，那么该加工表面的设计尺寸就不能由加工直接得到，这时，就需要进行有关的工序尺寸计算，以保证设计尺寸的精度要求。

例2：如图5—20 a ）所示轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及各表面，现需在铣床上以端面A 定位铣出表面0

a ）

b ）

图5-20 定位基准与设计基准不重合的尺寸换算

分析：表面C 的位置尺寸是由表面B 标注的。表面B 即为表面C 的设计基准，而铣缺口的定位基准为A 面，故定位基准与设计基准不重合，需进行工艺尺寸链换算，工序尺寸应由A 面标出，如图5-20 b ）所示。在加工中尺寸0

2.020-是间接获得的，故为封闭环，其

余为组成环。

解：1.确定封闭环，建立尺寸链，如图5-20 b ）。

2.确定增减环，按画箭头方法可迅速判断1A 、05.0040+为增环，60±0.05为减环。

3.计算：

∵ 20 = 1A + 40 - 65

∴ 1A = 45 mm

又根据偏差计算公式：

上偏差： 0 ＝s B 1A ＋0.05 － (－0.05)

s B 1A ＝－0.1 mm

下偏差： －0.2 ＝ x B 1A ＋0－0.05

x B 1A ＝ －0.15 mm

∴ 工序尺寸： 1A ＝0

05.09.44- mm

2.测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算

在加工或检查零件的某个表面时，有时不便按设计基准直接进行测量，就要选择另一个合适的表面作为测量基准，以间接保证设计尺寸，为此，需要进行有关工序尺寸的计算。

例3：如图5-21所示零件，要求在顶面铣直角槽，并保证槽深为4.005.025+

+ mm （设计尺

寸），若尺寸1A ＝2.0060+ mm 在上道工序中已经获得，本工序铣槽时由于槽深不便测量，便

直接以1面定位保证尺寸2A

图5-21 铣直角槽零件

解：1.根据加工过程可得工艺尺寸链如图5-21 b ）所示，其中0A 为封闭环。

根据尺寸链计算公式得：

测量尺寸：2A ＝05.02.035-

- mm

2. 假废品分析

在按上述测量尺寸2A ＝05.02.035-

- mm 测量工件时，2A 的实际尺寸若小于最小极限尺寸

34.8 mm ，测得2A 为34.8-0.2=34.6 mm ，将认为该工序零件为废品。但通常检验人员还需测量另一个组成环尺寸1A ，如果1A 刚巧加工到最小极限尺寸60 mm ，此时，0A 的实际尺寸为60-34.6=25.4 mm ，仍然合格。

同理，当2A 的实际尺寸超过最大极限尺寸34.95 mm ，若测得2A 为34.95+0.2=35.15 mm ，此时刚巧1A 也加工到最大极限尺寸60.2 mm ，0A 的实际尺寸为60.2-35.15=25.05 mm ，仍然合格。

通过上述讨论，可以看出在实际加工中，如果换算后的测量尺寸被测出超差，但只要

它的超出量小于另一组成环的公差，则有可能是假废品，应对零件进行复检，即逐一尺寸进行测量并计算出零件的实际尺寸，由此来判断零件合格与否。

例4：如图5-22所示轴承座零件，除B 面外，其他尺寸均已加工完毕，加工B 面时为

便于测量，以表面A 为定位和测量基准，保证尺寸4.0090+mm ，求工序尺寸应为多少？

分析：图示尺寸4.0090+ mm 不便测量，于是改为测量A 到B 间的尺寸1A ，直接控制工

序尺寸1A ，以间接保证设计尺寸4.0090+mm 。为此，必须求出工序尺寸1A 。

解：1. 建立尺寸链如图5-22，确定封闭环为尺寸4.0090+。

2.确定增减环，增环为尺寸1.00130+、1A ，减环为尺寸150±0.1。

3.计算：

图5-22 尺寸链 ∵ ?A =∑i A -∑i A

90 = 130+1A -150

∴ 1A = 110 mm ∵ ?A B s =∑i s A B -∑i x A B

0.4 = 0.1+1A B s -(-0.1)

∴ 1A B s = 0.2 mm

∵ ?A B x = ∑i x A B -∑i s A B

0 = 0 + 1A B x -0.1

∴ 1A B x = + 0.1 mm

∴ 工序尺寸：1A = 0

1.02.110- mm

3.零件加工过程中的中间工序尺寸计算

在零件的机械加工过程中，凡与前后工序尺寸有关的工序尺寸属中间工序尺寸。 在零件加工中，有的加工表面的测量基面或定位基面尚需继续加工，当加工这样的基面时，不仅要保证本工序对该加工基面的一些精度要求，而且同时还要保证另道工序的加工要求。此时，也需要进行工艺尺寸链换算。

例5：图5-23为一齿轮内孔及键槽加工的简图。内孔及键槽的加工顺序如下：

图5-23 内孔及键槽加工

1． 精镗孔至φ07.0

08.84 mm 。

2． 插键槽至尺寸A （通过工艺计算确定）。

3． 热处理。

4． 磨内孔至φ035.0085+ mm ，同时间接保证键槽深度20.004.90+ mm 的要求。

要求计算中间工序尺寸A 的大小 。

分析：现要计算中间工序尺寸A ，首先分析工艺过程及：图5-23 a ）各尺寸的属性。

图中尺寸φ07.008.84 mm 是前工序镗孔直接获得的尺寸，图中尺寸φ035.00

85+ mm 是在磨孔工序时直接获得的尺寸，图中尺寸A 则是要求在本工序加工中直接保证的尺寸，图中剩下

的尺寸20.004.90+mm 则是将在磨孔工序中间接形成的尺寸，所以是尺寸链中的封闭环。

解：1.确定封闭环为尺寸20.004.90+，并建立尺寸链。查找方法是，从封闭环两端面B 、

C 开始，依次寻找组成环，相会合形成图5-23 b ）所示的工艺尺寸链。

2．确定增减环，尺寸0175.005.42+、A 为增环，尺寸035.004.42+为减环。

3．计算 ∵ ?A =∑i A -∑i A

90.4 = A + 42.5 – 42.4

∴ A = 90.3 mm

上偏差： ∵ 0.20 =A B s + 0.0175 – 0

∴ A B s = 0.1825 mm

下偏差：∵ 0 =A B x + 0 – 0.035

∴ A B x = 0.035 mm

工序尺寸∴ A =183.0035.04.90+

+ mm

注意 ：①此类题建立尺寸链时，尺寸可在半径方向上统一；②半径的尺寸公差,为其直径公差的一半。

4.保证渗氮渗碳层深度的计算

有些零件的表面要求渗氮或渗碳，在零件图上还规定了渗层厚度，这就需要计算有关工序尺寸，以确定渗氮或渗碳的渗层厚度，从而保证零件图所规定的渗层厚度。

例6：如图5-24所示为偏心零件，表面A 要求渗碳处理，渗碳层深度规定为0.5~0.8 mm 。零件上与此有关的加工过程如下：

1．精车A 面，保证尺寸φ0

1.02.26- mm ；

2．渗碳处理,控制渗碳层深度为1H ；

3．精磨A 面,保证尺寸φ0

016.08.25-mm ，并保证磨后零件表面所留的渗碳深度达到规

定的要求。试确定1H 的数值。

（a ） （b ）

图5-24 偏心零件

分析：根据工艺过程,可以建立与加工过程有关的尺寸链,如图5-24 b)所示。在尺寸链

中，1R =0005.01.13- mm ，2R =0008.09.12- mm ,0H =3.00

5.0+ mm ，其中0H 为经过磨削加工后,零件上渗碳层的深度,是最后间接获得的尺寸，因而是尺寸链的封闭环。 解：1. 建立尺寸链，确定封闭环为尺寸0H 。

2. 确定增减环。增环为2R 、1H ，减环为1R 。

3. 计算

0H =2R +1H -1R

1H = 0.7 mm

上偏差 0.3 = 0+1H B s -(-0.05)

1H B s = 0.25 mm

下偏差 0 = -0.008+1H B x -0

1H B x = 0.008 mm

∴尺寸 1H = 25.0008.07.0+

+ mm

（三）工艺尺寸链的图解法

有些零件在同一位置方向上有较多的设计尺寸；加工时工序较多，各工序中的工艺基准与设计基准不重合，并多次转换；工序尺寸及其公差的换算及余量校核较复杂，迅速建立工艺尺寸链较难，这时用图解法了计算工序尺寸就比较直观、简便。

下面以齿轮各端面加工时，轴向尺寸及其公差的计算为例，来说明图解法的方法和步骤。

为了简明起见，本例仅计算与设计尺寸074.068- mm 和168.00

9.49+ mm 有关的工序尺寸及公差。见表4—7工艺尺寸链计算卡。

表4—7 工艺尺寸链计算卡

1. 工艺尺寸链计算卡的绘制

(1)在图表正上方画出工件简图。简图中标出与工艺计算有关的设计尺寸，为了便于计算，设计尺寸公差按对称分布表示，即67.63±0.37 mm 和49.934±0. 034 mm ，并沿设计尺寸的界面向下引出直线，分别按A 、B 、C 顺序编号。

(2)在工件简图的下方，按工序的先后顺序标出工艺基准，并以数字代号标出各工序尺寸，以符号Z i 分别标出各工序余量，工序余量画于待加工面的入体位置。设计尺寸在数字代号上标圆圈，以与未加工工序尺寸（不加圆圈）相区别。“靠火花”磨削余量是已知的，为组成环，用数字代号加括号表示，如（6）。

（3）工艺尺寸链计算卡的左侧分别填写工序号、工序名称、工序平均尺寸及工序对称偏差。右侧填写最小余量、余量变动量、平均余量、工序尺寸及其偏差。在最下方，写明设计尺寸、实际获得尺寸和计算关系式，并进行校核。

2．图解法的方法与步骤

（1）初步拟定各工序尺寸的公差和偏差值。工序尺寸如果是设计尺寸时，其公差按零件图上规定的大小确定。例如： T ⑧= 0.068 mm ±2

1T ⑧= 0.034 mm T ⑨= 0.74 mm ±

21T ⑨= 0.37 mm 中间工序尺寸的公差先按加工经济精度或工厂经验确定，然后通过计算来调整。本例按加工经济精度查得，精车时，T 4=T 5 =0.2 mm , 粗车时，T 2=T 3=0.3 mm, T 1=0.4 mm, 靠火花磨削的余量公差,根据现场确定取T z 6=0.04 mm.

（2）校验结果尺寸公差。因为以封闭环形式出现的设计尺寸公差，是由各有关工序尺寸间接保证的，所以有关工序尺寸的初拟公差值需经校验，才能给予肯定。

如校验本例中的设计尺寸67.63±0.37 mm 。首先应建立以校验的设计尺寸为封闭环的工艺尺寸链。方法是从该尺寸的两端A 、C ，沿相应表面线同时向上寻找。当遇到尺寸箭头时，说明该表面是在本工序加工而得，因而可判定该工序尺寸就是一个组成环，此时就应拐弯沿该工序尺寸的箭头逆向追踪工序基准，然后再沿该工序基准的相应表面以上述方法向上寻找组成环，直到两条寻找线汇合为止（如计算中的虚线）。以设计尺寸67.63±0.37 mm 为封闭环的工艺尺寸链，如图5—25（a ）所示。

根据封闭环的极值公式可得：

T ⑨ = T 5 +T z 6= 0.2 + 0.04 = 0.24 ＜ 0.74 mm

所以，校验结果能满足设计要求。

同样“靠火花” 磨削后的尺寸，是间接保证尺寸，需注明在计算卡中作为工序检验的尺寸。它的公差T 7的确定，也可用探索寻迹的方法得到。通过探索寻迹的方法得到的工艺尺寸链如图5—25（b ）所示。根据封闭环的极值公式可得：

T 7 =T z 6 + T 4= 0.04 +0.2 = 0.24 mm

故“靠火花” 磨削后的工序尺寸的偏差为2

1T 7 = 0.12 mm

图5-25 校验结果尺寸的工艺尺寸链图

至此，前面初拟的工序尺寸的公差值，经过校验后就可以肯定下来，从而定出具体图解法，进一步计算所需的数据。并将这些公差值填入工艺尺寸链计算卡中。如果校验求出的结果尺寸公差大于（或小于）设计尺寸的公差，则应调整相关尺寸的公差，使既能确保加工精度，又便于加工。

（3）计算各工序余量公差T Zi 。其方法与步骤仍和校验结果尺寸的公差一样，即将余量看作是尺寸链的封闭环，由探索寻迹法找出尺寸链的全部组成环，将各组成环的公差相加，其和便为工序余量的公差。

例如：求工序Ⅲ中工序尺寸5的余量变动量T z 5按探索寻迹法建立以余差Z 5w 为封闭环的工艺尺寸链如图5—26（a ）所示。计算结果：

T z 5 = 0.3 + 0.3 + 0.2 + 0.2 = 1.0 mm ±2

1T z 5 = ±0.5 mm 同样，可以建立以Z 8、Z 4及Z 2作为封闭环的工艺尺寸链如图5—26（b ）、（c ）、（d ）所示。最后将求得的各工序余量填入工艺尺寸链计算卡中。

图5-26 计算工序余量变动量的工艺尺寸链图

（4）工序余量平均值Z i m 的计算。为了下一步计算各工序的平均尺寸L i m ，必须先计算工序余量的平均值Z i m ，其数值可按下式计算：

Z i m = Z i min +

21T z j 式中各工序余量的公差值T z j 均按上述方法求得。最小工序余量Z i min 可按分析计算法或经验估算法确定。本例中磨削时Z 8 min = Z 16 min = 0.08 mm ，精车时Z 5 min = Z 4 min = 0.1 mm ，粗车时Z 2 min = 1.2 mm ，带入上式计算可得：

Z 8 m = 0.234 mm ， Z 6 m = 0.1 mm ， Z 5 m = 0.6 mm ，

Z 4 m = 0.35 mm ， Z 2 m = 1.55 mm ，

最后将最小工序余量Z i min 和工序余量的平均值Z i m 填入工艺尺寸链计算卡中。

（5）计算各工序尺寸的平均值L i m

上工序平均尺寸等于本工序平均尺寸加上（加工外圆）或减去（加工内孔）本工序平均余量。工序平均尺寸与工序平均余量的变动量、工序尺寸公差之间的关系如图5—24所示。 在图解法中，工序尺寸平均值的计算方法是从欲求尺寸的尺寸线两端开始，沿垂线向下遇到余量就折向水平，至余量另一端面又沿垂线向下，照此寻迹，直至结果尺寸的两端为止。最后在结果尺寸的平均值上，加上或减去两条探索线所遇到的加工面（本工序除外）的平均余量值（相加或相减需视加工的是外表面，还是内表面而定，外表面相减，内表面相加）。

例如，工序Ⅲ中工序尺寸5的平均尺寸L 5 m 其计算值为：

L 5 m = L 9 m + L 6 m = 67.63 + 0.1 = 67.73 mm

以此类推，即可将求出其余工序尺寸的平均值L i m 。在卡片的最下部列出的为工序尺寸平均值的计算关系式与所得的结果。并填入工艺尺寸链计算卡的相应空格内。

图5-27 工序余量与工序平均尺寸及其公差的关系

最后，应将各工序平均尺寸和工序对称偏差，转换为工序基本尺寸和“入体”偏差的标注形式，填入工艺尺寸链计算卡的相应空格处。

通过上述讨论可知，图解法对加工时需多次转换工艺基准的精密、复杂零件的工序尺寸及公差、加工余量的合理确定较为迅速简便。在个别工序的加工方式、先后次序发生改变时对整个工艺过程的调整也较为方便；并有利于工艺方案的比较，能较快地找到最佳方案。同时，图解法是利用计算机辅助求解工序尺寸的必要准备工作。

工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小

工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小

工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小，工序尺寸标注方法及定位基准的选择和变换有密切的关系。下面阐述几种常见情况的工序尺寸及其公差的确定方法。 （一）从同一基准对同一表面多次加工时工序尺寸及公差的确定 属于这种情况的有内外圆柱面和某些平面加工，计算时只需考虑各工序的余量和该种加工方法所能达到的经济精度，其计算顺序是从最后一道工序开始向前推算，计算步骤为： 1 ．确定各工序余量和毛坯总余量。 2 ．确定各工序尺寸公差及表面粗糙度。 最终工序尺寸公差等于设计公差，表面粗糙度为设计表面粗糙度。其它工序公差和表面粗糙度按此工序加工方法的经济精度和经济粗糙度确定。 3 ．求工序基本尺寸。

从零件图的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。 4 ．标注工序尺寸公差。 最后一道工序按设计尺寸公差标注，其余工序尺寸按“单向入体”原则标注。 例如，某法兰盘零件上有一个孔，孔径为 ，表面粗糙度值为R a0.8 μ m （图3-83 ），毛坯为铸钢件，需淬火处理。其工艺路线如表3-19 所示。 解题步骤如下：

（ 1 ）根据各工序的加工性质，查表得它们的工序余量（见表3-19 中的第 2 列）。 （ 2 ）确定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。由各工序的加工性质查有关经济加工精度和经济粗糙度（见表3-19 中的第 3 列）。 （ 3 ）根据查得的余量计算各工序尺寸（见表3-19 中的第四列）。 （ 4 ）确定各工序尺寸的上下偏差。按“单向入体”原则，对于孔，基本尺寸值为公差带的下偏差，上偏差取正值；对于毛坯尺寸偏差应取双向对称偏差（见表3-19 中的第 5 列）。

工艺尺寸链计算的基本公式

工艺尺寸链计算的基本公式 来源：作者：发布时间：2007-08-03 工艺尺寸链的计算方法有两种：极值法和概率法。目前生产中多采用极值法计算，下面仅介绍极值法计算的基本公式，概率法将在装配尺寸链中介绍。 图3-82 为尺寸链中各种尺寸和偏差的关系，表3-18 列出了尺寸链计算中所用的符号。 1 ．封闭环基本尺寸 式中n ——增环数目；

m ——组成环数目。 2 ．封闭环的中间偏差 式中Δ0——封闭环中间偏差； ——第i 组成增环的中间偏差; ——第i 组成减环的中间偏差。 中间偏差是指上偏差与下偏差的平均值：3 ．封闭环公差 4 ．封闭环极限偏差 上偏差 下偏差

5 ．封闭环极限尺寸 最大极限尺寸A 0max=A 0+ES 0 （3-27 ） 最小极限尺寸A 0min=A 0+EI 0 （3-28 ） 6 ．组成环平均公差 7 ．组成环极限偏差 上偏差 下偏差 8 ．组成环极限尺寸 最大极限尺寸A imax=A i+ES I （3-32 ）最小极限尺寸A imin=A i+EI I （3-33 ）工序尺寸及公差的确定方法及示例

工序尺寸及其公差的确定与加 工余量大小，工序尺寸标注方法及定位基准的选择和变换有密切的关系。下面阐述几种常见情况的工序尺寸及其公差的确定方法。 （一）从同一基准对同一表面多次加工时工序尺寸及公差的确定 属于这种情况的有内外圆柱面和某些平面加工，计算时只需考虑各工序的余量和该种加工方法所能达到的经济精度，其计算顺序是从最后一道工序开始向前推算，计算步骤为： 1 ．确定各工序余量和毛坯总余量。 2 ．确定各工序尺寸公差及表面粗糙度。 最终工序尺寸公差等于设计公差，表面粗糙度为设计表面粗糙度。其它工序公差和表面粗糙度按此工序加工方法的经济精度和经济粗糙度确定。 3 ．求工序基本尺寸。 从零件图的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。 4 ．标注工序尺寸公差。 最后一道工序按设计尺寸公差标注，其余工序尺寸按“单向入体”原则标注。 例如，某法兰盘零件上有一个孔，孔径为，表面粗糙度值为R a0.8 μ m （图3-83 ），毛坯为铸钢件，需淬火处理。其工艺路线如表3-19 所示。

工序尺寸及其公差的确定

安徽工程科技学院教师备课教案 本章节讲稿共5 页教案第1 页备课时间：05年6月15 日教师签名：

第七章工艺规程设计 四、加工余量、工序尺寸及其公差的确定 1.加工余量的确定 对于柱面为双边余量；对于平面为单边余量。 加工总余量(毛坯余量)：毛坯尺寸与零件图上的设计尺寸之差。 工序余量：相邻两工序尺寸之差。分为： ①工序基本余量Z＝±(上工序基本尺寸L a－本工序基本尺寸 L b) 外表面取＋；内表面取－ 外表面：内表面： ②最小工序余量Z min＝L amin－L bmax Z min＝L bmin－L amax ③最大工序余量Z max＝L amax－L bmin Z max＝L bmax－L amin ④工序余量公差T z＝Z max－Z min ＝上工序尺寸公差Ta＋本工序尺寸公差Tb 工序尺寸公差的标注，按入体原则：即实体最小化，图7-9 毛坯尺寸公差，双向标注，图7-10 1)确定工序余量的原则和应考虑的因素 ①在确保加工质量的前提下，工序余量尽可能小。 ②上工序的R a及缺陷层D a图7-11和表7-2 ③T a和形位误差ρa ④本工序定位、夹紧误差误差εb 2)确定加工余量的方法 ①公式计算法，比较准确，但数据难得，用于大批量生产； 式7-5、7-6 p173 ②经验估计法，余量一般偏大，用于单件小批生产； ③查表修正法，将生产实践和试验积累的大量数据列成表格， 使用时直接查找，应根据实际情况修正。 2.工序尺寸及其公差的确定 工件某表面需多道工序加工时， 工序尺寸：各工序应保证的加工尺寸。 工序尺寸公差：工序尺寸允许的变动范围。 1)工艺基准与设计基准重合时 首先确定各工序余量，再从最后一道工序开始向前推算各工序基本尺寸，直到毛坯基本尺寸。例见表7-3 各工序尺寸公差按经济精度确定。 2)工艺基准与设计基准不重合时 需按工艺尺寸链原理分析计算。

谈零件工序尺寸公差的零值和负值

《装备制造技术》２０１２年第１１期 在生产中，编制零件工艺规程，一般都要涉及工艺尺寸链的计算，特别是遇到零件的工序基准和定位基准（或测量基准）不重合时，计算工序尺寸的公差就会经常出现零值或负值问题。近几年，经过工科教学课程体系改革，相关课程内容合并、压缩和简化，涉及这一部分的知识，在教材中已经不再阐述或仅简单提示一下。当前，由于大学生接触生产实际时间有限，对工序尺寸公差的零值或负值的后果不够清晰以及对解决方法的不了解。为此，笔者根据多年的教学经验，从培养工科大学生应用型的人才出发，认为《机械制造技术》课程的课堂教学可以适当安排一定课时来讲解工序尺寸公差的零值或负值问题。 １尺寸公差零值或负值的概念 零件尺寸公差是指允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限之代数差的绝对值，也等于上偏差与下偏差的代数差的绝对值。在计算尺寸链时，工序尺寸的公差值，首先必须是正的，其次公差要有一定范围，公差数值的大小取决产品的性能和使用要求。 在工序尺寸的计算中，当工序基准和定位基准重合时，零件的工序尺寸一般无需计算，也不会出现尺寸公差零值或负值。当工序基准和定位基准不重合时，工序尺寸的计算有可能会出现公差零值或负值。由于尺寸公差的零值和负值会造成零件无法加工，生产中碰到此类问题的一般三种解决方法。 （１）等公差值法 按等公差值方法重新分配封闭环的公差，即： 各组成环公差＝封闭环公差／（n－１） 这种方法在计算上比较方便，但从加工工艺上看不够合理，只宜有选择地使用。 （２）等公差级法 按等公差级方法分配封闭环的公差，即各组成环的公差根据其基本尺寸的大小按比例分配，或是按照公差表中的尺寸分段及某一公差等级来规定组成环的公差，使各组成环的公差满足以下条件：封闭环公差＝各组成环公差之和 最后进行适当调整。这种方法从工艺上讲比较合理。 （３）经验法 各组成环的公差可以凭工程技术人员的经验，按照具体情况来分配。 前二种方法都有优点和不足，而经验法对大学生还谈不上。为此，在教学中可以结合生产实际介绍一种既方便又比较合理的方法，即先用等公差值分配公差，再根据尺寸大小适当调整来求解工序尺寸和公差。 ２计算实例 对工序尺寸公差零值和负值的问题，在教学中，还可以通过实例提高学生的认识。 ２．１应用实例 采用调整法铣削，图１所示为阶梯轴的槽面。试标注以大端端面轴向定位时的铣槽工序尺寸及其公差。 谈零件工序尺寸公差的零值和负值 樊琳 （苏州大学机电工程学院，江苏苏州２１５０２１） 摘要：生产中解决零件加工工序尺寸公差零值或负值问题的计算方法有三种。针对这三种工序尺寸计算方法在实际应用中暴露出的一些不足，介绍一种简便的工序尺寸计算方法，并通过实例验证其计算结果准确可行。 关健词：工序尺寸；公差；零值；负值 中图分类号：Ｇ６４２．３文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２０１２）１１－０１４３－０２ 收稿日期：２０１２－０８－０３ 作者简介：樊琳（１９５４—），男，副教授，硕士生导师，主要研究方向机械制造技术。 143

机械制造工艺学习题计算

二、计算题 1. 图所示某齿轮机构，已知A1=300-0.06mm，A2=50-0.06mm，A3=38 +0.16 +0.10 mm， A4=30-O.O5mm，试计算齿轮右端面与档圈左端面的向端在面的轴向间隙A0的变动范围。 根据公式A0=A3-A1-A2-A4=38-30-5-3=0 ES0=ES3-（EI1+EI2+EI4）= （0.16+0.06+0.04+0.05）mm=+0.31mm EI0=EI3-（ES1+ES2+ES4）=（0.10-0-0-0）mm=+0.10mm 故轴向间隙A0的变化范围为0.10～0.31mm。 A3 A2A1 A0 A4 2.如图所示，A、 工出。本工序中，以E面为测量基准加工D面，得尺寸10±0.1，并要求保证设计尺寸10±0.4、35±0.2，现在要求计算前工序加工所得到的两个工序尺寸L1、L2的尺寸及偏差，以满足两个设计尺寸的要求。 L1的尺寸链如图所示。 35为封闭环，L1为增环，10为减环。可求得：L1=45± 0.1 L2的尺寸链如图所示。 10为封闭环，20、L2为减环，35为增环。可求得：L2=5±0.1

3．如图所示零件，按图样注出的尺寸A 1和A 3加工时不易测量，现改为按尺寸A 1和A 3加工，为了保证原设计要求，试计算A 2的基本尺寸和偏差。 据题意，按尺寸A1、A2加工，则A3必须为封闭环，A2则为工序尺寸。 A2 A3=10A1=500 -0.060 -0.36 1 023否合理？ 根据公式校核 N=A1-A2-A3=150-75-75=0 ESN=ES1-EI2-EI3=0.016-2×-0.06 mm=+0.136mm EIN=EI1-ES2-ES3=0-2×-0.02 mm=+0.04mm 故 N 范围为 0.040.136mm 在装配精度要求范围 0.10.2mm 以内故合理。 5. 如图轴套零件在车床上已加工好外圆、内孔及各表面，现需在铣床上以端面A 定位，铣出表面C 保证尺寸20-0.2mm ，试计算铣此缺口时的工序尺寸。(10分) 已知：A2=40+0.05 A3=65±0.05 A ∑=20-0.2 求A （1） 尺寸链图（2分） （2） 判断封闭环A ∑=20-0.2（2分） （3）上下偏差与基本尺寸计算（2分） A Σ=A+ A2―A3 A =45 BsA Σ= BsA+BsA2-BxA3 BsA=-0.1 BxA Σ= BxA+BxA2-BsA3 BxA=-0.15 (4)入体尺寸标注：44.9-0.05（2分） (5)校核δ∑= δ+δ2+δ3 = 0.2（2分）

工序尺寸及公差计算

确定加工余量,工序尺寸及公差 根据上述加工工艺，查各种表面加工余量表分别确定各种加工表面的加工余量，工序尺寸及公差，如下表所示。 表1：外圆柱面Φ85加工余量计算 工序名称 工序间余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 标注工序尺寸公差 /mm 经济精度 表面粗糙度Ra/μm 磨削 0.5 IT6 0.8 φ85 0.012 0.03485--? 半精车 1.6 IT9 3.2 φ85.5 0.0120.09985.5--? 粗车 4.1 IT11 12.5 Φ87.1 0.0120.23287.1--? 毛坯 φ91 0.91.891+-? 表2：外圆柱面Φ36加工余量计算 工序名称 工序间余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 标注工序尺寸公差 /mm 经济精度 表面粗糙度Ra/μm 精磨 0.15 IT6 0.4 φ36 0.009 0.02536--? 粗磨 0.25 IT7 0.8 φ36.15 0.0090.03436.15--? 半精车 1.4 IT8 3.2 φ36.4 0.0090.04836.4--? 粗车 2.2 IT11 12.5 φ37.8 0.0090.16937.8--? 毛坯 φ42 0.41.242+-? 表3：圆柱面Φ28加工余量计算 工序名称 工序间余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 标注工序尺寸公差 /mm 经济精度 表面粗糙度Ra/μm 磨削 0.4 IT6 0.8 φ28 00.01328-? 半精车 1.5 IT8 3.2 φ28.4 00.03328.4-? 粗车 12.1 IT11 12.5 φ29.9 00.1329.9-?

第五节 工序尺寸及其公差的确定

第五节 工序尺寸及其公差的确定 工序尺寸是加工过程中各个工序应保证的加工尺寸，其公差即工序尺寸公差。正确地确定工序尺寸及其公差，是制订工艺规程的重要工作之一。 零件的加工过程，是毛坯通过切削加工逐步向成品过渡的过程。在这个过程中，各工序的工序尺寸及工序余量在不断地变化，其中一些工序尺寸在零件图纸上往往不标出或不存在，需要在制定工艺过程时予以确定。而这些不断变化的工序尺寸之间又存在着一定的联系，需要用工艺尺寸链原理去分析它们的内在联系，掌握它们的变化规律。运用尺寸链理论去揭示这些尺寸之间的联系，是合理确定工序尺寸及其公差的基础。 一、工艺尺寸链的基本概念 （一）尺寸链的定义 下面先就图5—17所示零件在加工和测量中有关尺寸的关系，来建立工艺尺寸链的定义。 图 图 图5—17 a ）所示为一定位套，0A 与1A 为图样已标注的尺寸。当按零件图进行加工时，尺寸0A 不便直接测量。如欲通过易于测量的尺寸2A 进行加工，以间接保证尺寸0A 的要求，则首先需要分析尺寸1A 、2A 和0A 之间的内在关系，然后据此计算出尺寸2A 的数值。又如图5—18 a ）所示零件，当加工表面C 时，为使夹具结构简单和工件定位稳定可靠，若选择表面A 为定位基准，并按调整法根据对刀尺寸2A 加工表面C ，以间接保证尺寸0A 的精度要求，则同样需要首先分析尺寸1A 、2A 和0A 之间的内在关系，然后据此计算出对刀尺寸2A 的数值。 我们将互相关联的尺寸（1A 、2A 和0A ）以一定顺序首尾相接排列成一封闭的尺寸组，称为零件的工艺尺寸链。图5—17 b ）和图5-18 b ）所示，即为反映尺寸1A 、2A 、0A 三者关系的工艺尺寸链简图。由上述两例可以看出，在零件的加工过程中，为了加工和测量的方便，有时需要进行一些工艺尺寸的计算。利用工艺尺寸链就可以方便地对工艺尺寸进行分析计算。 （二）尺寸链的组成 1． 环 是指列入尺寸链中的每一个尺寸。例如，图5-17（b ）中的1A 、2A 和0A 都称为尺寸链

工序尺寸及公差

工序尺寸及公差 1、尺寸链的定义 尺寸链在零件加工或机器装配过程中，相互联系并按一定顺序排列的封闭尺寸组合。 工艺尺寸链在机械加工过程中，由同一个零件有关工序尺寸组成 的尺寸链。 装配尺寸链在机器设计及装配过程中，由有关零件设计尺寸所组 成的尺寸链。 图示工件如先以A面定位加工C面，得尺寸A1然后再以A面定位用调整法加工台阶面B，得尺寸A2，要求保证B面与C面间尺寸A0；A1、A2和A0这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。 2、工艺尺寸链的组成 尺寸链的环可分为封闭环和组成环。 尺寸链的环：组成尺寸链的每一个尺寸。

（1）封闭环：在加工过程中间接获得的尺寸，称为封闭环。在图b所示尺寸链中，A0是间接得到的尺寸，它就是图b所示尺寸链的封闭环。 （2）组成环：在加工过程中直接获得的尺寸，称为组成环。尺寸链中A1与A2都是通过加工直接得到的尺寸，A1、A2都是尺寸链的组成环。 增环：在尺寸链中，其余各环不变，当该环增大，使封闭环也相应增大的组成环减环：在尺寸链中，其余各环不变，当该环增大，使封闭环相应地减小的组成环，建立尺寸链时，首先应确定哪一个尺寸是间接获得的尺寸，并把它定为封闭环。再从封闭环一端起，依次画出有关直接得到的尺寸作为组成环，直到尺寸的终端回到封闭环的另一端，形成一个封闭的尺寸链图。 在分析、计算尺寸链时，正确地判断封闭环以及增环、减环是十分重要的。通常先给封闭环任定一个方向画上箭头，然后沿此方向环绕尺寸链依次给每一组成环画出箭头，凡是组成环尺寸箭头方向与封闭环箭头方向相反的，均为增环；相同的则为减环。 3、尺寸链的分类 （1）按尺寸链在空间分布的位置关系，可分为线性尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。 1）线性尺寸链：尺寸链中各环位于同一平面内且彼此平行。 2）平面尺寸链：尺寸链中各环位于同一平面或彼此平行的平面内，各环之间可以不平行。 3）空间尺寸链：尺寸链中各环不在同一平面或彼此平行的平面内。 （2）按尺寸链的应用范围，可分为工艺尺寸链和装配尺寸链。 1）工艺尺寸链：在加工过程中，工件上各相关的工艺尺寸所组成的尺寸链。

工序尺寸及公差的确定

工序尺寸是指某一工序加工应达到的尺寸，其公差即为工序尺寸公差，各工序的加工余量确定后，即可确定工序尺寸及公差。 零件从毛坯逐步加工至成品的过程中，无论在一个工序内，还是在各个工序间，也不论是加工表面本身，还是各表面之间，他们的尺寸都在变化，并存在相应的内在联系。运用尺寸链的知识去分析这些关系，是合理确定工序尺寸及其公差的基础。 一、工艺尺寸链的概念及计算公式 （一）工艺尺寸链的概念 1 ．尺寸链的定义 在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链。如图 3-78 所示，用零件的表面 1 定位加工表面 2 得尺寸 A1 ，再加工表面 3 ，得尺寸 A2 ，自然形成 A0 ，于是 A1 — A2 — A0 连接成了一个封闭的尺寸组（图 3-78b ），形成尺寸链。 在机械加工过程中，同一工件的各有关尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链。 2 ．工艺尺寸链的特征 （ 1 ）尺寸链有一个自然形成的尺寸与若干个直接得到的尺寸所组成。 图 3-78 中，尺寸

A1 、 A2 是直接得到的 尺寸，而 A0 是自然形成 的。其中自然形成的尺寸 大小和精度受直接得到 的尺寸大小和精度的影 响。并且自然形成的尺寸 精度必然低于任何一个 直接得到的尺寸的精度。 （ 2 ）尺寸链一定 是封闭的且各尺寸按一 定的顺序首尾相接。 3 ．尺寸链的组成 组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环。图 3-78 中 A 1 、 A 2 、A 0 都是尺寸链的环，它们可以分为： （ 1 ）封闭环在加工（或测量）过程中最后自然形成的环称为封闭环，如图 3-78 中的 A 0 。每个尺寸链必须有且仅能有一个封闭环，用 A 0 来表示。 （ 2 ）组成环在加工（或测量）过程中直接得到的环称为组成环。尺寸链中除了封闭环外，都是组成环。按其对封闭环的影响，组成环可分为增环和减环。

尺寸链的计算、各工序尺寸及公差计算

尺寸链的计算、各工序尺寸及公差计算 例2-3 如图所示的零件要求φ10mm 孔的中心与槽的对称中心相距100±0 .2mm ，各平面及槽均已加工，钻φ10mm 孔时以侧面K 定位，试确定钻孔时的工序尺寸A 及其偏差。 作业1 如左图所示。零件各平面及孔均已加工，求以侧面F 定位加工槽宽12的工序尺寸A 及其偏差。（定位基准与设计基准不重合） 作业2 如右图所示零件，其外表镀铬直径为 ，镀层双边厚度为0.08-0.03mm,表面的 加工顺序为车—磨—镀铬，试计算磨削时的工序尺寸A 。 例2-4如图所示零件顶端已加工完毕，加工内孔底面K 时，要保证尺寸20mm ，因该尺寸不便直接测量，试标出测量尺寸A 。（测量基准与设计基准不重合） 例2-5如图所示，一轴套零件，孔径为 mm 的表面要求渗氮，精加工后要求单边渗 氮层深度为 ，该表面的加工顺序：磨内孔—渗氮(单边t 1/2) —精磨内孔至尺 寸 ，并保证单边渗氮层的深度为 。试求精磨前渗氮层深度。 （工序基准是尚需继续加工的表面） 例2-6 图为一零件内孔的简图，其加工顺序为精镗内孔—加工(插或拉)键槽，保证尺寸A —淬火—磨内孔到设计尺寸同时间接保证键深尺寸46mm 。 045.030-φ04.00150+φ2.003.0+04.00150+φ2.003.0+

例题：如图所示的零件图的有关工艺过程如下。 ①车外圆至尺寸A1（IT9），如图b所示，留磨量z=0.6mm。 ②铣轴端小平台，工序尺寸为A2,如图c所示。 ③磨外圆，保证工序尺寸A3=28 （IT7）.试确定各工序尺寸及其偏差。 例2-1某型芯的直径为Φ50 ，尺寸精度IT5，表面粗糙度Ra要求为0.04μm。加工的工艺路线为：粗车--半精车—高频淬火—粗磨—精磨—研磨。用查表法确定毛坯尺寸、各工序尺寸及其公差。【列表】 例2-2需加工φ28孔。孔表面粗糙度为Ra0.8μm，淬火硬度为58～62HRC，加工顺序为钻孔——半精车——精车——热处理——磨孔。确定毛坯尺寸、各工序尺寸及其公差。【列表】

机械加工余量和锻件尺寸公差的确定

机械加工余量和锻件尺寸公差的确定 （一）主要参数及影响因素 1．锻件重量（G1） 根据锻件图的尺寸计算锻件的重量。对于杆部不参与变形（不锻棒料部分）的平锻件重量只计算镦锻部分（见图2a）。若不锻棒料部分的长度与其直径之比小于2时，可看作一个完整的锻件来计算其重量（见图2b）。若平锻件的两端分两次镦锻时，前一道镦锻成形部分连同不锻棒料杆部部分，视为第二道镦锻部分的不锻棒料部分（见图2c）。 2．锻件形状复杂系数（S） 锻件形状复杂系数为锻件重量（G1）与相应的锻件外廓包容体重量（G2）的比值。即： S= 图2 镦锻件重量计算特点 a)一头一长杆；b)一头一短杆；c)二头一杆； A 镦锻部分； B 不锻棒料部分； C 第一道成形 圆形锻件的外廓包容体重量（见图3）： 式中：ρ—密度（7.85/cm3） 图3 圆形锻件的外廓包容体 非圆形锻件外廓包容体重量（见图4）： 图4 非圆形锻件外廓包容体 锻件形状复杂系数分为四级： 简单：S1＞0.63～1 一般：S2＞0.32～0.63 较复杂：S3＞0.16～0.32 复杂：S4≤0.16 特例：当锻件为薄形圆盘或法兰件（见图5a），其圆盘厚度和直径之比L/d≤0.2时，取形状复杂系数S4。 当L1/d1≤0.2或L2/d2＞4时（见图5b），采用形状复杂系数S4。 当冲孔深度大于直径的1.5倍时，形状复杂系数提高一级。 图5 锻件形状复杂特例 3．锻件的材质系数 锻件的材质系数分为二级： M1：钢的含碳量小于0.65%的碳钢，或合金元素总含量小于3.0%的合金钢。 M2：钢的含碳量大于或等于0.65%的碳钢，或合金元素总含量大于或等于3.0%的合金钢。 4．零件的机械加工精度 零件表面粗糙度低于R a1.6，机械加工余量从余量表查得；粗糙度高于R a1.6，加工余量要适当加大；对扁薄截面或在锻件相邻部位截面变化较大的零件（如图6），在长度L范围内应适当加大局部的余量。 图6 应局部增大余量的零件 5．加热条件 采用煤气或油炉加热钢坯时，机械加工余量和公差从余量表和公差表查得；当采用煤加热钢坯，或经二火进行加热时，适当增大加工余量和公差。 6．其他条件

加工余量及工序尺寸和公差的确定

加工余量及工序尺寸和公差的确定 一、加工余量的确定 （一）加工余量的概念 加工总余量：毛坯经机械加工而达到零件图的设计尺寸，毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差，即从被加工表面上切除的金属层总厚度。 工序余量：相邻两工序的尺寸差，即在某一工序所切除的金属层厚度。 某个表面的加工余量。与加工该表面各工序余量之间有下列的关系： (8-1) 式中——加工该表面的工序数； ——加工总余量； ——各工序余量。 工序余量又可以分为单边余量和双边余量。 单边余量：若相邻两工序的工序尺寸之差等于被加工表面任一位置上在该工序切除的金属层厚度。 双边余量：若加工回转表面时，在一个方向的金属层被切除时，对称方向上的金属层也等量地同时被切除掉，使相邻两工序的工序尺寸之差等于被加工表面任一位置上在该工序内切除的金属层厚度的两倍。 如图8-11所示。 图8-4-1 单边余量和双边余量 基本余量、最大加工余量和最小加工余量

a) b) 图8-4-2 基本余量、最大余量和最小余量 加工余量变化的公差等于上道工序的工序尺寸公差与本工序的工序尺寸公差之和。即 (8-2) 各个加工余量与相应加工尺寸的关系如图8-4-3所示。 图8-4-3 加工余量与相应加工尺寸 （二）影响加工余量的因素 1.上道工序加工表面（或毛坯表面）的表面质量包括表面粗糙度高度和表面缺陷层深度； 2.上道工序的尺寸公差 3.上道工序的位置误差 4.本工序的安装误差 （三）确定加工余量的方法 1. 计算法此法是根据一定的资料，对影响加工余量的各项因素进行分析计算，然后综合考虑计算出来的，

多用于大批大量生产，计算公式如下： 对双边余量： (8-3) 对单边余量： (8-4) 一般取 2. 查表法以工厂的实际生产经验及工艺实践积累的有关加工余量的资料数据为基础，结合具体加工方法进行适当修正而得到加工余量的方法。 3. 经验法根据工艺人员的经验来确定加工余量的方法。 二、工序尺寸和公差的确定 一般情况下，加工某表面的最终工序的尺寸及公差可直接按零件图的要求来确定。中间各工序的工序尺寸则可根据零件图的尺寸，加上或减去工序的加工余量而得到。采用由后向前推的方法，由零件图的尺寸，一直推算到毛坯尺寸。 例：加工轴时的各工序尺寸之间的关系。 图8-4-4 工序尺寸的计算 其中为零件的基本尺寸，为毛坯基本尺寸。由图8-4-4可见，对于外表面，本工序的尺寸加上本工序的余量即为前工序的尺寸。 由上可得出，各工序尺寸可由最终尺寸及余量推出。在计算时应注意区分内、外表面，同时注意单边、双边余量的问题。 中间工序尺寸的公差可根据加工方法的加工经济精度来选取，正确地选定工序公差有着 重要的意义。 工序尺寸及公差确定好以后，在工序单上标注时，按“入体原则”进行标注。 即对于外表面尺寸，注成负偏差，对于内表面尺寸，往成正偏差。

工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小

工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小，工序尺寸标注方法及定位基准的选择和变换有密切的关系。下面阐述几种常见情况的工序尺寸及其公差的确定方法。 （一）从同一基准对同一表面多次加工时工序尺寸及公差的确定 属于这种情况的有内外圆柱面和某些平面加工，计算时只需考虑各工序的余量和该种加工方法所能达到的经济精度，其计算顺序是从最后一道工序开始向前推算，计算步骤为： 1 ．确定各工序余量和毛坯总余量。 2 ．确定各工序尺寸公差及表面粗糙度。 最终工序尺寸公差等于设计公差，表面粗糙度为设计表面粗糙度。其它工序公差和表面粗糙度按此工序加工方法的经济精度和经济粗糙度确定。 3 ．求工序基本尺寸。 从零件图的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。 4 ．标注工序尺寸公差。 最后一道工序按设计尺寸公差标注，其余工序尺寸按“单向入体”原则标注。

例如，某法兰盘零件上有一个孔，孔径为，表面粗糙度值为R a0.8 μ m （图3-83 ），毛坯为铸钢件，需淬火处理。其工艺路线如表3-19 所示。 解题步骤如下： （1 ）根据各工序的加工性质，查表得它们的工序余量（见表3-19 中的第2 列）。 （2 ）确定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。由各工序的加工性质查有关经济加工精 度和经济粗糙度（见表3-19 中的第3 列）。 （3 ）根据查得的余量计算各工序尺寸（见表3-19 中的第四列）。 （4 ）确定各工序尺寸的上下偏差。按“单向入体”原则，对于孔，基本尺寸值为公差带的下偏差，上偏差取正值；对于毛坯尺寸偏差应取双向对称偏差（见表3-19 中的第5 列）。